Chytré veřejné osvětlení Úsporné a efektivní řešení veřejného osvětlení SSL www.inels.cz/smartcity
ELKO EP Stručně k historii Na scéně je slunce poté oheň a teplo kde začínají kouzla pokračují pohádky ELKO EP je tradiční, inovativní a ryze český výrobce elektronických zařízení a je vaším partnerem v oblasti elekt- první žárovka, jupí! a prvním městském osvětlení jako ten o elektřině a další příběhy roinstalace již více než 26 let. ELKO EP zaměstnává 330 lidí, vyváží své produkty do více než sedmdesáti zemí světa a své zástupce má v třinácti zahraničních pobočkách. Firma roku Zlínského kraje, Vizionář roku, Globální exporter roku, účast v Czech TOP 100, to jsou jen některá z obdržených ocenění. Stále ale nejsme v cíli. Neustále se snažíme kráčet dopředu na poli inovace a vývoje. To je naše primární starost. Miliony relé, tisíce spokojených zákazníků, stovky vlastních zaměstnanců, dvacet šest let výzkumu, vývoje a vý- poté ta, která prý šetří životní prostředí viditelná změna designu někdy starý, ale dobrý roby, třináct zahraničních poboček, jedna firma. ELKO EP, inovativní ryze česká společnost sídlící v Holešově, kde jdou vývoj, výroba, logistika, servis a podpora ruku v ruce. Primárně se zaměřujeme na vývoj a výrobu systémů pro automatizaci budov v residenčním, komerčním a průmyslovém sektoru, široké škály zařízení pro chytrá města a takzvaného Internetu věcí (IoT). A chytrá světla jsou tu! první LEDky... doba výbojková 2 3
Veřejné osvětlení Analýza úspor Veřejné osvětlení je podstatnou složkou služby obyvatelům v každém městě nebo obci. Významnou měrou usnadňuje lidem pohyb a orientaci, přispívá k větší bezpečnosti. Co kdyby ale mohly lampy v ulicích fungovat trochu jinak? Co kdyby mohly být mnohem chytřejší? Chytré osvětlení v našem podání není určené k tomu, aby jen svítilo. Dokáže při svícení i přemýšlet. Dokáže regulovat intenzitu světla na základě denní doby, okolního provozu a nastalé situace. V případě poruchy si dokáže samo říct o opravu. Stožáry mohou sloužit jako prostor pro další senzory, detektory, meteostanice, vysílače Wi-Fi signálu nebo třeba bezpečnostní tlačítka. Světelný zdroj 250W vysokotlaká sodíková 110W LED pouliční světlo Počet světelných zdrojů 10 000 Doba svitu/den 12 Dny svitu v roce 365 Denní spotřeba energie Roční spotřeba energie Denní poplatek za energie Roční poplatek za energie 36 700 KWh 14 100 kwh 13 402 800 kwh 5 160 100 kwh 4 840 Eur 1 860 Eur 1 760 850 Eur 681 020 Eur 110W LED osvětlení s Lighting Control Systémem STANDARDNÍ VEŘEJNÉ OSVĚTLENÍ SVÍTIVOST REGULACE EKONOMIKA ŽIVOTNÍ PROSTŘEDÍ vs. CHYTRÉ VEŘEJNÉ OSVĚTLENÍ SVÍTIVOST REGULACE EKONOMIKA ŽIVOTNÍ PROSTŘEDÍ Úsporný režim Ušetření elektrické energie díky stmívání Strategie Stmívat osvětlení během 12 hodinového režimu Úspora energie 30% Celková úspora energie 73,04% Roční spotřeba po rekonstrukci 476,890 Eur Jaké výhody Vám přinese chytré osvětlení? Vysoká flexibilita Chytré osvětlení je schopné neprodleně komunikovat s řídící jednotkou, reagovat a přizpůsobovat jim intenzitu osvětlení. Úspory Díky využití moderních LED světel lze ročně uspořit za provoz každé chytré lampy nemalou část nákladů na provoz. vysokotlaká výbojka LED čip Smart modul Jednoduchá montáž Upgradovat Vaše stávající osvětlení na chytré není vůbec náročné. Dle rozsahu změn se jedná o záležitost v řádu několika dní. Životní prostředí Snížením spotřebovaných energií na svícení jsme schopni výraznou měrou odlehčit přírodě a životnímu prostředí. 4 5
Možnosti rekonstrukce Komunikační a řídící moduly Jak můžeme řešit obnovu veřejného osvětlení? Popišme si základní možnosti a také to, kolik nás to bude přibližně stát. Je potřeba říci, že v případě obnovy veřejného osvětlení se jedná o investici na několik desítek let. Jak už to tak bývá, na začátku nejlevnější řešení není zpravidla přiliš výhodné dlouhodobě. Pro správnou funkci chytrého osvětlení je nutné svítidlo vybavit komunikačním modulem. Moduly se liší provedením, způsobem instalace a komunikační sítí, jejich funkce je však vždy stejná. str. 10). Ty nám poskytují obousměrnou komunikaci - lze je nejen ovládat, ale také z nich získavat informace. Podmínkou je dostupnost dané sítě s dostatečným signálem v místě, kde jsou umístěny 1 Kukuřice Pro komunikaci se využívají bezdrátové LPWAN sítě, především LoRa a NB-IoT (více najdete na světelné body. Kvalitu signálu lze zjistit díky speciálnímu měřidlu úrovní. Výměna zdrojů světel (např. rtuťové výbojky za LED světla zvaná kukuřice ). Cena revitalizace jednoho světelného bodu: 2 497 Kč*. Retrofit modul Retrofit Toto řešení je velmi jednoduché a levné, má však jednu zásadní nevýhodu. Velmi problematické chlazení snižuje výrazně životnost i měrný výkon LED světla. AirSLC-100L AirSLC-100Nb 2 LED Retrofit tělesa napájecí zdroj LED čip Výměna části svítidla za nové (např. vysokotlaká sodíková výbojka za LED). Cena revitalizace jednoho světelného bodu: 2 981 Kč*. Opět poměrně nenáročné řešení. Otázkou však zůstává, zda pro Vás existuje vhodný a hlavne kvalitní retrofit. I zde se setkáváme s velkými problémy s chlazením.. PLUG-IN Venkovní provedení přijímacího aktoru pro retrofity, umístění externě na těle svítidla, sloupu nebo patě. Plug Výstupy: - řídící 0(1) - 10V DC / 10 ma Propojení: drátové vývody Napájení: 110-230 V AC Rozměry: - 182 x 62 x 34 s anténou - 96 x 62 x 34 bez antény Komunikace: LoRa/NBIoT Anténa: součástí výrobku AirSLC-100/LWES AirSLC-100/NEMA 3 Výměna svítidel za LED Výměna starých svítidel za nové. Cena revitalizace jednoho světelného bodu: - kvalitní LED - 11 104 Kč*. Kompletní výměna svítidel přináší vyšší náklady, určitě se ale vyplatí. Ideální je kombinovat výměnu svítidel s instalací chytrého řízení. Přijímací aktor ve speciální krabičce s bajonetovým konektorem, určený pro jednoduchou montáž do svítidel vybavených touto paticí. Napájení: 12-24 V DC Výstup: 0 (1)-10 V (20 ma) DALI Komunikace: LoRa/NBIoT Rozměry: ø 80 x 34 mm Napájení: AC 100-230 V AC Výstup: 0 (1)-10 V DALI Komunikace: LoRa/NBIoT Rozměry: 84 x 98 mm 4 LED chytré svítidlo Vestavěná deska Embedded Komunikační modul * Uvedené ceny nezahrnují: instalaci, sloup ani příslušentsví. Kompletní výměna veřejného osvětlení včetně stožárů, kabeláže a svítidel. Cena revitalizace jednoho světelného bodu: 36 244 Kč*. Tuto variantu doporučujeme u instalací, které jsou starší 30 let. Nová svítidla je vždy rozumné doplnit o chytré ovládání. Naše moduly dodáváme přímo ve svítidlech nebo samostatně jako externí zařízení. Deska plošného spoje pro přímou integraci do desky napájecího zdroje. LoRaWAN Modul OEM (OEM) Propojení: pájecí piny Napájení: 5-24VDC, po odlomení zdrojové části pouze vyfiltrované stabilizované 3V3 / 140mAh Rozměry: - 19.5 x 46.1 (33.8)* x 4mm s ULF konektorem - 19.5 x 57 (44.7)*x 7 mm s SMA konektorem - 19.5 x 46.1 (33,8)* x 21mm s interní anténou * rozměr po odlomení zdrojové části Zisk: + 2,12 db Komunikace: LoRA 868Mhz Anténa: externí ULF nebo SMA konektor, interní vynutá součástí výrobku 6 7
Smart street lighting platforma (SSLP) Všechna chytrá osvětlení jsou připojena k platformě Smart city bezdrátově. Ta poskytuje, aby byla cesta k ovládání světel ve městě co nejjednoduší. Věříme v to, že každé Smart city by mělo mít pouze jednu ovládací platformu. Ta umožňuje nejen sběr a vyhodnocování dat, ale také ovládání jednotlivých prvků chytrého města. Právě proto s naším chytrým osvětlením získáte i modul pro ovládání osvětlení. SYSTÉM, KTERÝ JE PŘIZPŮSOBIVÝ snadná integrace EFEKTIVNÍ SPRÁVA A PŘEHLED grafy a data na jednom místě PŘEDNASTAVENÍ pomáhá šetřit Váš čas a peníze POKROČILÉ STMÍVÁNÍ chytré stmívání, které si můžete naplánovat na určitý čas GPS DETEKCE rychlá cesta, jak zjistit závady na osvětlení BEZPEČNOST řádné a bezpečné připojení k platformě SNÍŽENÍ NÁKLADŮ díky workflow managementu PŘIPRAVENA SPOLUPRACOVAT S IoT ukládá data a vyhodnocuje je BEZDRÁTOVÉ ŘEŠENÍ jednoduše můžete kdykoliv provést upgrade Kooperace systémů Reporting: Funkce: informace o změnách intenzity sdělení o přepínání plánu oznámení o přidání / změně / odebrání lampy informace o nouzových situacích reporting spotřeby hlášení o provozu report poruch zprávy o servisním stavu zobrazení na mapě dle svícení monitoring dle provozního stavu individuální a skupinové ovládání grafy a statistiky dle svícení, spotřeby, životnosti 8 9
Porovnání sítí IoT Princip fungování Sítě LoRa NB-IoT GSM ZIGBEE Backend ELKO API Server Platforma Frekvenční pásmo 470/868/915 MHz 800/900/ 1800 MHz 850/900/ 1800 MHz 470M/868M/ 915M/2.4 G Hz Komunikační vzdálenost 10-15 km dle antény BTS 15 km od BTS Neomezená Dle pokrytí operátora Od bodu k bodu: 150 metrů BTS Komunikační rychlost 0,2 37,5 Kbps 65 Kbps 115 Kbps 250 Kbps Výhody Bezpečnost, ochrana proti rušení, nízká údržba Wlan, vícenásobné připojení, volná frekvence Bezpečnost, ochrana proti rušení, nízká spotřeba energie, nízká údržba, Wlan Bezpečnost, ochrana proti rušení, krátký čas pro přístup, nízká spotřeba energie, nízká údržba, vysoká rychlost komunikace Auto-mesh, vysoká rychlost Nevýhody Nízká úroveň komunikace, připojení od 500 do 1000 bodů, dlouhá vzdálenost Vysoká pořizovací cena NB-IoT síť, veřejná frekvence Ztráta dat v interferenci s jiným rádiem, max. připojení 255 bodů, krátká vzdálenost komunikace Hlavním prvkem infrastruktury je LoRA/NB-IoT LPWAN síť, která poskytuje konektivitu pro IoT zařízení ve Smart City. BTS (Base Transceiver Station) přijímá povel z backendu serveru a bezdrátově ho odesílá k jednotlivým aktorům světel. Ty povel zpracují a vykonají (ON/OFF nebo nastavení požadovaného jasu). Aktory jsou zároveň vybaveny senzory, které snímají okolní veličiny či aktivaci vstupů a odesílají tyto informace přes BTS zpět na server, který je vyhodnocuje, zobrazuje a může vyvolat odpovídající akci. 10 11
Chytrý sloup V každém větším městě dnes nalezneme tisíce, tronických panelů obyvatele informujeme o stavu někdy i desetitisíce stožárů veřejného osvět- dopravy a parkovacích míst. Stožáry také mohou lení. Tuto hustou síť můžeme využít pro instalaci sloužit pro vysílače Wi-Fi signálu nebo dobíjecí senzorů nebo bezpečnostních kamer, a tím i zvýšit stanice. Máme tedy naprosto neomezené možnos- bezpečnost obyvatel. Získáváme informace ti, jak s chytrým osvětlením pracovat, a je jen na o počtu lidí nebo vozidel, můžeme vyhodnocovat investorovi, jakými funkcemi zvýší kvalitu života kvalitu ovzduší nebo úroveň hluku, pomocí elek- v daném městě. 50 % 100 % 20 % Hlavní světlo Radar pohybu Komunikační hotspot WiFi hotspot Stavové světlo RGB Kamera Tlakový reproduktor Environmentální modul ovzduší Reproduktor interkomu Podsvícený infopanel Bezdrátová nabíječka telefonů Dotykový infopanel SOS tlačítko USB nabíječka Charger Kiosk City Street Nabíjení elektromobilů Nabíjecí zásuvka 230 V 12 13
Struktura sloupu WiFi Hotspot Připojení k internetu se stane veřejným a snadno dostupným statkem. Na každém chytrém sloupu bude proudit Wi-Fi signál z našeho vysílače. Tlakový reproduktor Pozor, hlášení. S tímto zabudovaným reproduktorem Vám už nikdy neunikne žádná důležitá informace. Environmentální modul ovzduší Chytré senzory jsou základním prostředkem pro sběr a vyhodnocování informací. Tento výraznou měrou přispěje ke zvýšení kvality ovzduší ve městech. Bezdrátová nabíječka telefonů Nechte si nabít mobil, zatímco třeba čekáte na autobus. Bezdrátová nabíječka se o vše postará za vás. SOS tlačítko Jste v opravdových nesnázích a potřebujete pomoc? Jedno stiknutí tohoto tlačítka uvědomí záchranné složky, že je něco špatně. Komunikační hotspot Toto zařízení přijímá signály z čidel, dle kterých ovládá veřejné osvětlení. Zvyšuje tak efektivnost a úsporu nákladů. Stavové světlo RGB Chytrý sloup si sám určí, kdy potřebuje opravit. Jedna ze tří barev signalizuje stav zařízení. Kamera Základ bezpečnosti v každém městě tvoří systém bezpečnostních kamer, monitorujících dění v ulicích. Nabíjecí zásuvka 230V Klasická zásuvka tak jak ji známe, pro momenty, kdy budete zrovna potřebovat pořádnou dávku elektrické energie. Dotykový panel Dotykový panel poslouží k vyhledání informací, které sami potřebujete. Jeho součástí je například přehledná mapa města. USB nabíječka K dispozici je také univerzální USB nabíječka, do které si zapojíte libovolné zařízení nebo spotřebič. Zásuvka 22 kw 22 kw nabíjecí stanice je velmi vhodná i pro venkovní prostředí. Nabíjí až 10x rychleji. Radar pohybu Čidlo zabudované přímo v těle sloupu slouží pro detekci pohybu osob v okolí. Tím spíná světlo jen tehdy, je-li to opravdu třeba. Nabíjení elektromobilů Doba elektromobilů klepe na dveře. A nabít si před dlouhou cestou nikdy nebylo jednodušší než s našimi sloupy inels. Podsvícený infopanel Chcete se zbavit zbytečných značek v ulicích? Proto zde máme panel, na který můžete umístit třeba název ulice, na které se lampa nachází. 14 15
Smart city Smart GRID WATER management Smart STREET LIGHTING Smart CHARGING E-MOBILITY FLOOD monitors WASTE management HOSPITALITY solution WEATHER monitoring Message SIGNS AIR POLUTION monitoring Smart PARKING Smart PARK SACRAL OBJECTS management TRAFFIC management Smart HOME Clever FARM CAMERA systems Architecture LIGHTING Monitoring of ENVIRONMENTAL CONDITIONS - landslides City FURNITURE 16 6 Wi-fi Signal BIKE sharing Smart HOSPITAL 17 17
Město Hranice Case study Hranice Lokalita: Hranice, Česká republika Investor: Ekoltes Hranice, a.s., městská společnost Dodavatel: Elektro-Lumen s.r.o. Hranice - svítidla, sloupy ELKO EP, s.r.o. - technologie ovládání Řešení: vysílací BTS stanice, monitorovací a řídící prvky, platforma IoT PŘED PO 14 892 kwh 2000 K 4 327 kwh 4 000 K spotřeba energie teplota chromatičnosti spotřeba energie teplota chromatičnosti 170 W x 59 W 0-100 % výkon regulace jasu výkon regulace jasu Původní veřejné osvětlení v této lokalitě bylo Nový stav světel šetří elektrickou energii použitím vybaveno výbojkovými svítidly se sodíkovými úspornějších zdrojů LED světla, je také na- zdroji. Toto řešení mělo celou řadu negativních staven na snížení intenzity osvětlení v časovém aspektů, které se projevovaly mimo jiné větší programu. Ten je možné kdykoli měnit pomocí spotřebou elektrické energie. Nejen, že samotné software, kterým lze také nastavovat a konfigugie, sodíkové výbojky spotřebují spoustu enerrovat další pravidla. Samozřejmostí je seskupení svítidla také svítila celé noci. A to mnohdy lamp do skupin, stejně tak ale můžete ovládat naprosto zbytečně, hlavně v ranních hodinách. každou lampu jednotlivě. Systém je tedy vysoce Ovládání svítidel bylo realizováno za použití variabilní, navíc znovu šetří vynaložené náklady. soumrakového spínače. Ten přes výkonový prvek Veškerou komunikaci zajišťuje lokální samostat- spínal v rozvaděči daný obvod osvětlení. ná vysílací stanice BTS. Ta je vhodně umístěná Není ale schopný adekvátně reagovat. tak, aby zajistila bezproblémovou komunikaci s inteligentními prvky, instalovanými přímo na sloupech chytrého osvětlení. 18 19
Chytré osvětlení Industriální zóna 25% svítivost Holešov Lokalita: Holešov, Česká republika Místo instalace: ELKO EP Holding 75% svítivost Moderní pouliční osvětlení ( Smart Street Light ) může pracovat prakticky téměř nezávisle. V případě poruchy samo informuje nejen o opravě, ale také předpovídá poruchovost v případě, že světelný zdroj ztrácí energii nebo potřebuje vyměnit. Reaguje nejen na denní světlo, ale také na hustotu stávajícího provozu na silnici nebo oblasti. Dle těchto skutečností upravuje individuálně intenzitu světla, což napomáhá ke snížení nákladů a zvýšení bezpečnosti. Zdrojem světla jsou především LED diody, které dokáží ušetřit až 60% energie. A nezáleží na to, jak často se přepínají či stmívají. 100% svítivost 20 21
Chytrý sloup Konfigurátor Stejně jako je každé město jiné, může být jiný i sloup, který v něm bude obyvalům sloužit. Proto jsme vytvořili tento konfigurátor, díky kterému si navolíte přesně to, co od sloupu potřebujete. Ať už bude sloup pouze pro nabíjení automobilů, lemovat a osvicovat cesty nebo poskytovat informace, můžete si být jisti, že bude ozdobou vašeho města. 22 23
ELKO EP Holding Ukrajina Rusko Polsko Česká republika Baltic Německo Maďarsko Španělsko Slovensko Vietnam Indie Saudská Arábie SAE www.elkoep.cz Vydáno: 1/2019 I. Vydání Tiskové chyby vyhrazeny.